塑料管是目前國內(nèi)大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用的給排水建材。它具有質(zhì)量輕、耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)、輸送流體阻力小、不易堵塞、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。某大學(xué)教學(xué)區(qū)供水管網(wǎng)以塑料管管材為主，但在使用幾年之后，教學(xué)區(qū)計(jì)量水量出現(xiàn)異常，懷疑是管道漏水導(dǎo)致。現(xiàn)針對該大學(xué)校園的塑料供水管道漏水，分析其產(chǎn)生的原因并提出針對塑料管漏水相應(yīng)的檢測方法。

1、學(xué)校供水概況

該校供水分別由教學(xué)區(qū)南門和北門的兩條DN200市政供水管道接入，各有一級水表計(jì)量。自來水供入后，經(jīng)過安裝在圖書館的無負(fù)壓供水系統(tǒng)加壓，供水管網(wǎng)壓力加至0.40MPa后通過校內(nèi)環(huán)狀管網(wǎng)供往教學(xué)區(qū)內(nèi)各個(gè)用水點(diǎn)。該校教學(xué)區(qū)內(nèi)供水管道均為高密度聚乙烯管(HDPE)，埋地深度在1.5～2.0 m。

2、塑料供水管漏水原因分析

2.1塑料供水管材簡介

塑料管一般是以塑料樹脂為原料，加入穩(wěn)定劑、潤滑劑等，以“塑”的方法在制管機(jī)內(nèi)經(jīng)擠壓加工而成。從2000年6月1日起，我國城鎮(zhèn)新建住宅中禁止將冷鍍鋅鋼管用于室內(nèi)給水管道，推廣使用硬聚氯乙烯(UPVC) 給水管、鋁塑復(fù)合管、交聯(lián)聚乙烯(PE-X) 管、改性聚丙烯(PP-R) 管等新型塑料管材[1] 。使用范圍廣、占比大的塑料管材主要有PE管、PVC-U管和PP-R管3類。

2.2塑料供水管漏水現(xiàn)狀

2.2.1漏水情況統(tǒng)計(jì)

通過對該大學(xué)塑料供水管網(wǎng)現(xiàn)場逐段排查和統(tǒng)計(jì)，得出如下結(jié)論：該學(xué)校區(qū)域內(nèi)管道漏水異常主要集中在DN300主干管及DN50至DN300的分支管；漏點(diǎn)大部分位于管道接頭處和管道中段，均為暗漏；漏水發(fā)生點(diǎn)以道路下位置居多；漏水均發(fā)生在加壓后的高壓供水管網(wǎng)。

2.2.2漏水原因分析

通過對該校供水管網(wǎng)現(xiàn)狀排查及相關(guān)資料查詢、研究分析發(fā)現(xiàn)，造成漏水的原因主要有以下幾個(gè)方面的因素。

(1) 地質(zhì)環(huán)境影響

      該大學(xué)城所在地的軟土主要是淤泥和淤泥質(zhì)土。統(tǒng)計(jì)均值表明，大學(xué)城的軟土含水量高、孔隙比大、飽和度高、壓縮性高、滲透性小、為極弱透水、抗剪強(qiáng)度低、地基承載力低、靈敏性高，具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性和流變特性[2]。因此大學(xué)城的工程地質(zhì)性質(zhì)差，易對埋地供水管網(wǎng)造成不良影響。現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)有多處埋地管道所在區(qū)域有沉降現(xiàn)象，沉降和流變?nèi)菀讓芫W(wǎng)作用，產(chǎn)生拉伸力，導(dǎo)致管線受力出現(xiàn)裂縫。

(2)管道附件漏水

管件發(fā)生漏水多數(shù)是由管件自身質(zhì)量原因造成。校內(nèi)管網(wǎng)中閥門的漏水次數(shù)較多，主要原因來自于閥桿密封問題、閥門底座內(nèi)部凹槽堵塞等。

(3)埋深與外荷載

由于道路和管道線路設(shè)計(jì)不合理原因，使原本鋪設(shè)在綠化帶或人行道下面的管道變成了鋪設(shè)在機(jī)動(dòng)車道下面，埋深隨之不夠，當(dāng)外界荷載過大時(shí)，造成路面不均勻沉降后，導(dǎo)致管道受力不均勻，在薄弱環(huán)節(jié)處易產(chǎn)生漏水，如發(fā)現(xiàn)的教學(xué)樓旁道路下的漏水點(diǎn)。通常規(guī)定在非機(jī)動(dòng)車道或者綠化帶下，金屬管道覆土厚度應(yīng)不小于0.3m，機(jī)動(dòng)車道下，金屬管道覆土厚度應(yīng)不小于0.7m，非金屬管道覆土厚度應(yīng)不小于1～1.2 m[3]。

3塑料供水管漏水檢測

3.1供水管網(wǎng)漏水檢測常用方法

供水管網(wǎng)漏點(diǎn)檢測方法可分為被動(dòng)檢漏法和主動(dòng)檢漏法兩大類。在引入主動(dòng)檢漏法之前，國內(nèi)主要以被動(dòng)檢漏法查找漏水。除了明顯的爆管現(xiàn)象外，當(dāng)管網(wǎng)附近有局部路面塌陷、綠化帶植物生長特別茂盛，閥門井內(nèi)長期積水等現(xiàn)象時(shí)，就可判斷此處可能存在漏水。

      主動(dòng)檢漏法是在地下管道漏水變?yōu)槊髀┣埃ㄋw冒出地面），基于分區(qū)計(jì)量將被監(jiān)測的管網(wǎng)通過最小夜間流量判定要優(yōu)先漏水調(diào)查的區(qū)域，之后采用各種檢漏方法及相應(yīng)儀器，有計(jì)劃、周期性的主動(dòng)進(jìn)行全面漏水檢漏的方法。主動(dòng)檢漏法主要包括路面聽音法、相關(guān)法、噪聲法等。

3.1.1 被動(dòng)檢漏法

被動(dòng)檢漏方法是通過群眾上報(bào)地面返水、水壓偏低，或人為發(fā)現(xiàn)雨污水管道內(nèi)存在大量清水等漏水異常現(xiàn)象來被動(dòng)地發(fā)現(xiàn)漏水。該類方法的缺點(diǎn)是漏水自發(fā)生到被發(fā)現(xiàn)往往間隔很長，既造成大量的水資源浪費(fèi)同時(shí)還可能引起大型路面塌方，危及到人群、管網(wǎng)、交通和建筑物的安全。

3.1.2主動(dòng)檢漏法

(1) 相關(guān)法

相關(guān)法是將相關(guān)儀的兩個(gè)探頭放置在同一供水管道疑似漏點(diǎn)的兩側(cè)，通過分析比較探頭拾取到的聲音信號的相關(guān)性來判定漏點(diǎn)位置。關(guān)鍵參數(shù)之一是聲音在自來水管道中的傳播速度，它由管材、管徑等參數(shù)決定。這就導(dǎo)致相關(guān)儀具有以下限制：①必須具有兩處金屬管件暴露點(diǎn)（水表、消火栓、 閥門等）；②對大口徑金屬管道或塑料管的探測距離相對較短；③需要清晰的現(xiàn)場信息：被測管的材質(zhì)、管徑和兩傳感器間的準(zhǔn)確長度[4]。該校供水管道兩閥門之間的距離大部分均超過200m，因此相關(guān)法并不適合該校的漏水檢測。

(2) 路面聽音法

現(xiàn)在國內(nèi)普遍采用基于測漏儀的路面聽音方法定位漏點(diǎn)。這種方法使用簡便、探測高效，非常適宜用于水壓較高、硬質(zhì)土壤且漏水噪聲較大的淺埋深管道環(huán)境。對于該學(xué)校大埋深、軟質(zhì)土的探測現(xiàn)場，使用路面聽音法的應(yīng)用可能會(huì)受到一定限制。同時(shí)，由于非金管道漏水音頻率較低，傳播的距離較近，使用測漏儀直接定位的準(zhǔn)確度要依賴于漏水探測人員的經(jīng)驗(yàn)，因此對該學(xué)校主供水管網(wǎng)直接使用路面聽音法無法有效對漏水點(diǎn)進(jìn)行精定位。

3.2 針對該校塑料管漏點(diǎn)的精定位方法

針對該校的現(xiàn)狀，首先需要掌握學(xué)校區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)運(yùn)行情況，依照學(xué)校區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)的竣工圖，開始進(jìn)行管網(wǎng)巡線和管網(wǎng)附屬設(shè)施的復(fù)核工作，從而全面掌握了該學(xué)校區(qū)域供水管道的實(shí)際鋪設(shè)位置、主要供水方向、鋪設(shè)管道的管徑、管長和管材等基礎(chǔ)信息，初步制定檢漏方案，隨后進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，對需要查看的井蓋進(jìn)行圖紙標(biāo)記，計(jì)劃按照管網(wǎng)走向一一檢測。通過對學(xué)校主供水管網(wǎng)的管井以及埋地管道區(qū)域的巡查，發(fā)現(xiàn)理科7棟旁供水管有漏水溢出馬路，通過聽音桿以及測漏儀初步判定漏水異常位于附近2m范圍內(nèi)后，使用鉆孔聽音法精定位出一處漏水點(diǎn)。經(jīng)過學(xué)校節(jié)水工作人員開挖驗(yàn)證無誤。

鉆孔聽音法是塑料管道漏水點(diǎn)精定位的有效方法。在路面聽音已找到漏水異常但又不能確定準(zhǔn)確位置時(shí)，就可以通過鉆孔聽音法來進(jìn)行最終定位。鉆孔聽音是指將管道上方路面通過探洞棒打穿，將聽音桿插入管道的正上方進(jìn)行聽音并準(zhǔn)確地判斷漏水點(diǎn)的位置(圖4)。具體操作流程如下：先使用尋管儀將管道的位置精確測出并測出其埋深，使用沖擊鉆垂直對硬質(zhì)地面鉆孔、使用探洞幫打穿路面，注意不要將管道打破，然后用聽音桿插到管壁上直接聽音，反復(fù)比較，定位漏點(diǎn)。此方法可以最大限度地減少盲目開發(fā)對地面的破壞，而且可以短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行精確的聽音，判斷管段的漏水狀況。

鉆孔聽音必須注意以下幾點(diǎn)：

1) 知曉找準(zhǔn)管道埋深，避免打孔時(shí)損壞管道。

2) 現(xiàn)代城市地下管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，除了供水管道，還有煤氣管道、電纜管、下水管等，因此打孔前一定要通過尋管儀了解附近管網(wǎng)情況，避免對其他管道造成損壞。

3) 在高級路面必須進(jìn)行打孔聽聲時(shí)，應(yīng)盡可能控制打孔數(shù)，降低對路面的損壞。

4) 隨時(shí)做好相應(yīng)的安全保護(hù)措施。

4 結(jié)論

在實(shí)際的供水管道漏水調(diào)查過程中，檢漏工作流程并不是一成不變的，要根據(jù)各個(gè)用水區(qū)域管道的材質(zhì)、埋設(shè)情況、地質(zhì)情況和天氣情況等靈活應(yīng)用，不能照本宣科，如該校教學(xué)區(qū)由于管道為塑料管道且埋設(shè)較深、地質(zhì)松軟、管徑較大， 路面聽音效果不佳，應(yīng)采用鉆孔聽音法進(jìn)行精定位，避免不必要的嘗試，提高效率，起到良好的效果。